Determinación de la velocidad y el par del motor dada una potencia y un voltaje constante

Mirando la hoja de datos, aunque no miente, definitivamente está al borde de la confusión.

Tenga en cuenta que la "potencia máxima" indicada se produce a casi exactamente la mitad de las RPM descargadas y la mitad de la corriente de bloqueo. De hecho, este es el punto de "potencia máxima" para dicho motor, pero la hoja de datos no menciona que también es el punto de eficiencia nominal del 50%, disipando así 12V * 68A-337W = 479W en ese pequeño motor - destruyéndolo, probablemente en minutos.

(Idealmente, se entregaría exactamente la mitad de la potencia, aproximadamente 400 W de eje y 400 W de calor, pero el motor no es ideal).

El motor probablemente sea adecuado para una salida continua de 100-150 W y 200-250 W a corto plazo.

Entonces, prácticamente debe operar el motor en el extremo superior del rango de velocidad, y si la velocidad cae por debajo de (digamos) el 70% de la velocidad sin carga (o la corriente aumenta al 30% de la corriente de bloqueo), entonces, a menos que esto sea estrictamente temporal, como iniciar una carga pesada o golpear un punto frío mientras se mecaniza una superficie de hierro fundido, debe cortar la corriente y proteger el motor.

Luego, la pregunta de qué lado de la curva de velocidad de par no se aplica: a menos que la protección se haya disparado, debe estar en el lado de alta velocidad.

Puede obtener disyuntores que permitan una sobrecorriente a corto plazo. Estos son disyuntores de "clasificación de motor" o Clase C para los motores de CA utilizados en la mayoría de las máquinas herramienta. Sin embargo, no conozco nada adecuado para 12V DC. Estaría buscando un suministro de CC de 12 V que se pueda configurar para que se dispare si su salida supera los 40 A durante más de un par de segundos. Y como dice Olin, si desea monitorearlo usted mismo, medir la corriente es definitivamente el camino a seguir.

¿Puede detectar y filtrar los picos de voltaje o el cambio de corriente en el motor para activar un disparo único y luego hacer una salida de velocidad de velocidad del tacómetro para el control del servo?

¿O limitar los pulsos de corriente, LPF y la entrada a un PLL tipo II y monitorear el control de VCO, el voltaje para la velocidad del tacómetro?

La primera opción es mejor si puede detectar EMF de regreso con un acondicionador de pulso limpio.

Probablemente la forma más fácil de saber el punto de funcionamiento del motor es poner un amperímetro en serie con él. Puede medir la corriente de bloqueo y las corrientes sin carga por adelantado. Cualquier corriente operativa real debe estar dentro de ese rango.

Como aparentemente tiene una fuente de voltaje fijo (12 V en su caso), la potencia es directamente proporcional a la corriente. De hecho, la potencia en vatios es la corriente en amperios multiplicada por el voltaje en voltios. Tenga en cuenta, sin embargo, que esta es la potencia que ingresa al motor. La potencia mecánica que sale será diferente. Una forma obvia de ver esto es considerar las potencias de entrada y salida cuando el motor está parado. La potencia de entrada eléctrica será máxima, pero la potencia de salida mecánica será cero. En ese caso, toda la energía se destina a calentar el motor, que puede no estar clasificado para tomar indefinidamente.

Sin embargo, para un corte dado, puedo encontrar la potencia, pero hay dos puntos a lo largo de la curva de velocidad de par (aparte de la potencia máxima) que dan esa potencia, entonces, ¿cómo sé en qué punto estoy? ¿El punto de baja velocidad de alto par o el punto de bajo par de alta velocidad?

Se nota por el humo :)

En el punto de par bajo de rpm altas, el motor debería funcionar de manera relativamente eficiente (entregando más potencia de la que disipa), pero en el punto de par alto de rpm bajas ocurre lo contrario. La mayoría de los motores no están diseñados para disipar mucha más potencia de la que generan, por lo que hacerlos funcionar en esta región hará que se sobrecalienten.

Un motor de CC de bobinado en derivación o de imán permanente tiene un par lineal frente a la corriente y una respuesta inversa de rpm frente al par a una carga variable, lo que proporciona una salida de potencia máxima a alrededor del 50 % de las rpm sin carga.

Su motor tiene las siguientes especificaciones:-

Voltage: 12 volt DC
No load RPM: 5,310 (+/- 10%)
Free Current: 2.7 amps
Maximum Power: 337 Watts (at 2655 rpm, 172 oz-in, and 68 amps)
Stall Torque: 2.42 N-m, or 343.4 oz-in
Stall Current: 133 amps

A la máxima potencia de salida, funciona exactamente al 50 % de rpm, produciendo una salida mecánica de 337 W a partir de una entrada eléctrica de 816 W para una eficiencia del 41 %. En este punto de funcionamiento tiene que disipar 479W, que probablemente ya esté por encima de su capacidad continua. ¡Cualquier carga más alta aumentará rápidamente la disipación de energía, hasta 1596W en parada! No desea operar el motor en esta región.